多组分设置

添加组分

models—species—species transport
此时混合气体默认包含水、氧气、氮气
如果需要更改组分:
materials—mixture-template—fluent database
fluent database中包含fluent自带材料库中的所有材料,material type可以选择材料类型,找到自己需要的材料后,设置物性参数,最后点击copy。
此时你选择的材料已经变成可用的了,但还需要将他加入到mixture species中:
mixture species—edit—将需要的材料放入selected species中,不需要的remove掉
最后在模型树检查一下mixture species中是不是自己需要的全部组分。
之后就是在边界条件中设置入口和出口气体组分,在边界条件设置中species项可以给定入口、出口的组分含量,默认是填写质量分数,勾选specify species in mole fractions是填写摩尔分数。

化学反应

高温状态下部分气体混合会发生化学反应,一些气体会离解。
举个简单的例子,假设组分只有氮气,平均温度大约6000k。
会发生如下化学反应:
N2+N——2N+N
N2+M2——2N+M2
其中M2为三体碰撞,因为入口组分为纯氮气,所以M2为N2。
在fluent中设置好组分之后,就需要调整不同组分的物性参数,最重要的就是要考虑Cp随温度的变化。
Cp拟合公式
其中Runiv=1.987cal/gmol.k=8314.32J/kmol.k
(1J=0.2389cal)
A1、A2、A3、A4、A5为常系数,在手册中可以查到具体的值。
之后就是在fluent中进行反应设置了:
models—species—reactions—volumetric
此时,mixture-template中多出了一项reaction,点击edit可添加反应,下面说明几个参数的具体含义:
stoich cofficient反应式的系数
pre-exponential factor:指数前因子
activation energy(J/kgmol):反应活化能
temperature exponent:温度指数
如果反应可逆,需要勾选Include backward reaction
包含三体反应需要勾选third-body efficiencies,勾选之后都需要点击specify进行进一步设置。
fluent中前向反应速率计算公式
针对以上两个反应,文献中的前向反应速率和后向反应速率如下:
两组反应对应的反应速率
注意活化能需要进行单位转化
文献中的单位是erg/gmol
1erg=10^-7J
1erg/gmol=10^-4J/kmol
粘性系数、热传导系数也有相应的拟合公式,但是不是多项式拟合,所以较为麻烦,可通过导入udf实现。也可以选择fluent自带的分子动理论。
以上就是一个小例子啦,不足之处请多多包涵~

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